CN115287951A - 一种扣件弹条松动识别系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扣件弹条松动识别系统及方法，具体涉及铁路基础设施检测技术领域，包括安装在铁轨组件顶部的车架，所述铁轨组件包括设在两侧的钢轨以及安装在两个钢轨之间的轨枕，钢轨底端通过螺旋道钉和扣件弹条安装在轨枕上；所述车架两端均设有两个用于监测的红外摄像装置，两个所述红外摄像装置之间设有用于击打的激励装置，两个所述激励装置之间设有能够行走的走行部装置。本发明利用红外摄像装置采集扣件弹条振动过程中的振动热量，根据该振动热量是否异常来判读扣件弹条是否松动，从而能够避免红外摄像装置松动所带来的安全隐患，而且采用本发明，工作人员只需要推动车架在钢轨顶部移动即可对扣件弹条进行自动检测，工作效率较高。

Description

一种扣件弹条松动识别系统及方法

技术领域

本发明涉及铁路基础设施检测技术领域，具体涉及一种扣件弹条松动识别系统及方法。

背景技术

扣件是连接钢轨和轨枕的重要部件，其作用是将钢轨固定在轨枕上，阻止钢轨的移动和转动，将轮轨作用力传递至下部结构，而扣件系统的预紧力通过拧紧螺栓施加于扣件弹条，由扣件弹条约束钢轨于轨枕的承轨台上。因此，扣件弹条在保证轨道稳定性，可靠性等方面具有重要的作用。

目前，在铁路基础设施检测上，主要以人工静态检测为主，浪费劳动力资源且效率不高。

因此，发明一种扣件弹条松动识别系统及方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种扣件弹条松动识别系统及方法，通过利用红外摄像装置采集扣件弹条振动过程中的振动热量，根据该振动热量是否异常来判读扣件弹条是否松动，从而能够避免红外摄像装置松动所带来的安全隐患，而且采用本发明，工作人员只需要推动车架在钢轨顶部移动即可对扣件弹条进行自动检测，工作效率较高，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种扣件弹条松动识别系统，包括安装在铁轨组件顶部的车架，所述铁轨组件包括设在两侧的钢轨以及安装在两个钢轨之间的轨枕，钢轨底端通过螺旋道钉和扣件弹条安装在轨枕上；

所述车架两端均设有两个用于监测的红外摄像装置，两个所述红外摄像装置之间设有用于击打的激励装置，两个所述激励装置之间设有能够行走的走行部装置，通过设置的走行部装置能够方便在钢轨的上方移动车架，进而能够方便带动红外摄像装置和激励装置进行移动，从而能够对不同的扣件弹条进行检测。

优选的，所述红外摄像装置的数量设置为四个，两个所述红外摄像装置为一组，每组所述红外摄像装置分别设在钢轨的两侧，每个所述红外摄像装置均朝向钢轨倾斜设置，通过设置的红外摄像装置能够采集到扣件弹条被击打振动时产生的振动热量。

优选的，所述激励装置的数量设置为四个，两个所述激励装置分为一组，每组所述激励装置分别位于钢轨的两侧。

优选的，每个所述激励装置均包括击打锤以及安装在击打锤顶部的振动电机，所述振动电机的移动端底部与击打锤顶部固定连接，所述振动电机的固定端通过支架固定安装在车架上，通过利用振动电机能够带动击打锤上下移动，以利用击打锤对扣件弹条进行击打，使其振动，从而能够利用红外摄像装置收集扣件弹条振动时的振动热量。

优选的，所述走行部装置的数量设置有两个，两个所述走行部装置分别与两个钢轨相接触，每个所述走行部装置均包括与钢轨顶部接触的轮毂、安装在轮毂一侧的轮缘以及安装在轮缘顶部的安装架，所述安装架安装在车架上，用于将轮毂和轮缘安装在车架底部，设置的轮毂与钢轨顶部相接触，设置的轮缘与钢轨一侧相接触，轮缘能够对轮毂进行限位，以方便工作人员推动轮毂在钢轨顶部移动。

优选的，所述车架顶部中间位置安装有用以推动车架移动的推动把手组件，通过设置推动把手组件能够方便工作人员对车架施加推力，从而能够便于推动走行部装置在钢轨顶部移动。

优选的，所述推动把手组件包括两个连接杆、两个空心杆、两个限位螺栓以及扶手，所述连接杆固定设在车架后侧，所述空心杆底端与连接杆顶端固定连接在一起，所述扶手底端插接在两个空心杆内部，所述限位螺栓设在空心杆外部且一端穿过空心杆延伸入空心杆内部与扶手外壁相接触，所述限位螺栓与扶手通过螺纹连接，在使用时，通过拧动限位螺栓能够将扶手向上拉伸，以调节推动把手组件的高度，从而能够方便不同身高体型的工作人员使用本发明，而且通过调节高度还无需使工作人员弯腰，进而能够提高检测时的舒适性。

优选的，所述车架前侧设有控制器，所述控制器设在推动把手组件一侧，所述控制器通过支架安装在车架上，所述控制器接收红外摄像装置监测到的红外信号，所述控制器控制激励装置的运行。

本发明还包括一种扣件弹条松动识别方法，具体步骤如下所示：

步骤一、通过螺旋道钉向扣件弹条施加预紧力，用以连接钢轨和轨枕，当预紧力退化，扣件弹条则会发生松动，其受力方式发生改变；

步骤二、打开系统电源，使红外摄像装置和激励装置进入工作状态；

步骤三、工作人员通过握住推动把手组件，利用走行部装置推动车架在钢轨顶部移动，移动方向沿着钢轨的方向，并使整个设备位于待检测的扣件弹条的上方；

步骤四、通过控制器启动激励装置，利用激励装置中的振动电机带动底端的击打锤向下移动，利用击打锤击打扣件弹条，对扣件弹条施加激振力，迫使其产生振动；

步骤五、扣件弹条在振动的过程中红外摄像装置采集扣件弹条的振动热量，并将采集到的振动热量上传给控制器，利用控制器判断该振动热量是否异常；

步骤六、循环步骤三至步骤五，直至将所有的扣件弹条检测完毕。

优选的，在步骤五中，扣件弹条通过无线的方式将采集到的振动热量传递给控制器。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

1、通过利用走行部装置将车架支撑在钢轨上，并使得车架能够在钢轨上方移动，并通过在车架上安装能够对扣件弹条进行击打的激励装置，使得受到击打后产生振动，并利用红外摄像装置采集扣件弹条振动过程中的振动热量，根据该振动热量是否异常来判读扣件弹条是否松动，从而能够避免红外摄像装置松动所带来的安全隐患，而且采用本发明，工作人员只需要推动车架在钢轨顶部移动即可对扣件弹条进行自动检测，工作效率较高，解决了以往人工探测效率低下的不足；

2、通过拧动限位螺栓能够将扶手向上拉伸，以调节推动把手组件的高度，从而能够方便不同身高体型的工作人员使用本发明，而且通过调节高度还无需使工作人员弯腰，进而能够提高检测时的舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的正视图；

图2为本发明的图1中A的放大图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的推动把手组件的结构示意图；

图5为本发明的空心杆的剖视图；

图6为本发明的激励装置的结构示意图；

图7为本发明的轮毂、轮缘与钢轨的位置示意图。

附图标记说明：

1红外摄像装置；

2激励装置、201击打锤、202振动电机；

3走行部装置、301轮毂、302轮缘、303安装架；

4车架；

5铁轨组件；

6螺旋道钉；

7扣件弹条；

8推动把手组件、801连接杆、802空心杆、803扶手、804限位螺栓；

9控制器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

本发明提供了如图1和3所示的一种扣件弹条松动识别系统，包括安装在铁轨组件5顶部的车架4，所述铁轨组件5包括设在两侧的钢轨以及安装在两个钢轨之间的轨枕，钢轨底端通过螺旋道钉6和扣件弹条7安装在轨枕上，当预紧力退化，扣件弹条7则会发生松动，其受力方式发生改变；

在检测时，通过外力击打扣件弹条7，使扣件弹条7振动，此时通过观察扣件弹条7振动所产生的振动热量是否异常能够判断出扣件弹条7是否松动，达到检测的效果。

为了能够检测到扣件弹条7振动过程中的振动热量，如图1和图3所示，所述车架4两端均设有两个用于监测的红外摄像装置1，具体的，所述红外摄像装置1的数量设置为四个，两个所述红外摄像装置1为一组，每组所述红外摄像装置1分别设在钢轨的两侧，每个所述红外摄像装置1均朝向钢轨倾斜设置，通过设置的红外摄像装置1能够采集到扣件弹条7被击打振动时产生的振动热量；

检测的过程中，扣件弹条7受到击打后产生振动，红外摄像装置1会对其振动热量进行采集，以方便后续的分析与判断。

而且为了能够使扣件弹条7振动，就需要对其施加外力，如图1和图6所示，两个所述红外摄像装置1之间设有用于击打的激励装置2，且，所述激励装置2的数量设置为四个，两个所述激励装置2分为一组，每组所述激励装置2分别位于钢轨的两侧；

具体的，如图6所示，每个所述激励装置2均包括击打锤201以及安装在击打锤201顶部的振动电机202，所述振动电机202的移动端底部与击打锤201顶部固定连接，所述振动电机202的固定端通过支架固定安装在车架4上，通过利用振动电机202能够带动击打锤201上下移动，以利用击打锤201对扣件弹条7进行击打，使其振动；

在检测时，通过启动振动电机202能够利用振动电机202带动击打锤201向下移动并与扣件弹条7接触，从而能够对扣件弹条7进行击打使其振动，产生振动热量。

为了能够移动红外摄像装置1和激励装置2以及车架4的位置，以便于对钢轨上不同的扣件弹条7进行检测，如图1、图2和图7所示，两个所述激励装置2之间设有能够行走的走行部装置3，通过设置的走行部装置3能够方便在钢轨的上方移动车架4，进而能够方便带动红外摄像装置1和激励装置2进行移动，从而能够对不同的扣件弹条7进行检测；

具体的，如图2所示，所述走行部装置3的数量设置有两个，两个所述走行部装置3分别与两个钢轨相接触，每个所述走行部装置3均包括与钢轨顶部接触的轮毂301、安装在轮毂301一侧的轮缘302以及安装在轮缘302顶部的安装架303，所述安装架303安装在车架4上，用于将轮毂301和轮缘302安装在车架4底部，设置的轮毂301与钢轨顶部相接触，设置的轮缘302与钢轨一侧相接触，轮缘302能够对轮毂301进行限位，以方便工作人员推动轮毂301在钢轨顶部移动；

当需要检测下一个扣件弹条7时，通过推动车架4，由于车架4底部通过走行部装置3与钢轨接触，所以能够推动轮毂301在钢轨的顶部滚动，而且两个轮缘302能够对走行部装置3进行限位，防止其在转动的过程中从钢轨的顶部脱落，而且还能够方便车架4沿着钢轨进行移动。

为了能够方便工作人员推动车架4在钢轨的顶部进行移动，如图1、图4和图5所示，所述车架4顶部中间位置安装有用以推动车架4移动的推动把手组件8，通过设置推动把手组件8能够方便工作人员对车架4施加推力，从而能够便于推动走行部装置3在钢轨顶部移动；

具体的，所述推动把手组件8包括两个连接杆801、两个空心杆802、两个限位螺栓804以及扶手803，所述连接杆801固定设在车架4后侧，所述空心杆802底端与连接杆801顶端固定连接在一起，所述扶手803底端插接在两个空心杆802内部，所述限位螺栓804设在空心杆802外部且一端穿过空心杆802延伸入空心杆802内部与扶手803外壁相接触，所述限位螺栓804与扶手803通过螺纹连接，在使用时，通过拧动限位螺栓804能够将扶手803向上拉伸，以调节推动把手组件8的高度，从而能够方便不同身高体型的工作人员使用本发明，而且通过调节高度还无需使工作人员弯腰，进而能够提高检测时的舒适性；

在推动时，工作人员通过拧松限位螺栓804还能够将扶手803调整至合适的位置，然后只需要用手扶住扶手803即可推动本发明在钢轨上进行移动，工作人员使用本发明时，无需弯腰，比较舒适，而且通过红外摄像装置1和激励装置2能够对扣件弹条7自动进行检测，还能够提高工作效率。

而且为了方便处理红外摄像装置1采集到的振动热量以及控制激励装置2的运行，如图1所示，所述车架4前侧设有控制器9，所述控制器9设在推动把手组件8一侧，所述控制器9通过支架安装在车架4上，所述控制器9接收红外摄像装置1监测到的红外信号，所述控制器9控制激励装置2的运行，工作人员可以通过控制器9控制激励装置2对扣件弹条7进行击打。

检测的具体步骤如下所示：

步骤一、通过螺旋道钉6向扣件弹条7施加预紧力，用以连接钢轨和轨枕，当预紧力退化，扣件弹条7则会发生松动，其受力方式发生改变；

步骤二、打开系统电源，使红外摄像装置1和激励装置2进入工作状态；

步骤三、工作人员通过握住推动把手组件8，利用走行部装置3推动车架4在钢轨顶部移动，移动方向沿着钢轨的方向，并使整个设备位于待检测的扣件弹条7的上方；

步骤四、通过控制器9启动激励装置2，利用激励装置2中的振动电机202带动底端的击打锤201向下移动，利用击打锤201击打扣件弹条7，对扣件弹条7施加激振力，迫使其产生振动；

步骤五、扣件弹条7在振动的过程中红外摄像装置1采集扣件弹条7的振动热量，红外摄像装置1通过无线传输的方式将采集到的振动热量上传给控制器9，利用控制器9判断该振动热量是否异常；

步骤六、循环步骤三至步骤五，直至将所有的扣件弹条7检测完毕。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种扣件弹条松动识别系统，其特征在于：包括安装在铁轨组件(5)顶部的车架(4)，所述铁轨组件(5)包括设在两侧的钢轨以及安装在两个钢轨之间的轨枕，钢轨底端通过螺旋道钉(6)和扣件弹条(7)安装在轨枕上；

所述车架(4)两端均设有两个用于监测的红外摄像装置(1)，两个所述红外摄像装置(1)之间设有用于击打的激励装置(2)，两个所述激励装置(2)之间设有能够行走的走行部装置(3)。

2.根据权利要求1所述的一种扣件弹条松动识别系统，其特征在于：所述红外摄像装置(1)的数量设置为四个，两个所述红外摄像装置(1)为一组，每组所述红外摄像装置(1)分别设在钢轨的两侧，每个所述红外摄像装置(1)均朝向钢轨倾斜设置。

3.根据权利要求1所述的一种扣件弹条松动识别系统，其特征在于：所述激励装置(2)的数量设置为四个，两个所述激励装置(2)分为一组，每组所述激励装置(2)分别位于钢轨的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种扣件弹条松动识别系统，其特征在于：每个所述激励装置(2)均包括击打锤(201)以及安装在击打锤(201)顶部的振动电机(202)，所述振动电机(202)的移动端底部与击打锤(201)顶部固定连接，所述振动电机(202)的固定端通过支架固定安装在车架(4)上。

5.根据权利要求1所述的一种扣件弹条松动识别系统，其特征在于：所述走行部装置(3)的数量设置有两个，两个所述走行部装置(3)分别与两个钢轨相接触，每个所述走行部装置(3)均包括与钢轨顶部接触的轮毂(301)、安装在轮毂(301)一侧的轮缘(302)以及安装在轮缘(302)顶部的安装架(303)，所述安装架(303)安装在车架(4)上，用于将轮毂(301)和轮缘(302)安装在车架(4)底部。

6.根据权利要求1所述的一种扣件弹条松动识别系统，其特征在于：所述车架(4)顶部中间位置安装有用以推动车架(4)移动的推动把手组件(8)。

7.根据权利要求6所述的一种扣件弹条松动识别系统，其特征在于：所述推动把手组件(8)包括两个连接杆(801)、两个空心杆(802)、两个限位螺栓(804)以及扶手(803)，所述连接杆(801)固定设在车架(4)后侧，所述空心杆(802)底端与连接杆(801)顶端固定连接在一起，所述扶手(803)底端插接在两个空心杆(802)内部，所述限位螺栓(804)设在空心杆(802)外部且一端穿过空心杆(802)延伸入空心杆(802)内部与扶手(803)外壁相接触，所述限位螺栓(804)与扶手(803)通过螺纹连接。

8.根据权利要求6所述的一种扣件弹条松动识别系统，其特征在于：所述车架(4)前侧设有控制器(9)，所述控制器(9)设在推动把手组件(8)一侧，所述控制器(9)通过支架安装在车架(4)上，所述控制器(9)接收红外摄像装置(1)监测到的红外信号，所述控制器(9)控制激励装置(2)的运行。

9.一种权利要求1-8任意一项所述的扣件弹条松动识别系统的识别方法，其特征在于：包括以下具体步骤：

步骤一、通过螺旋道钉(6)向扣件弹条(7)施加预紧力，用以连接钢轨和轨枕，当预紧力退化，扣件弹条(7)则会发生松动，其受力状态发生改变；

步骤二、打开系统电源，使红外摄像装置(1)和激励装置(2)进入工作状态；

步骤三、工作人员通过握住推动把手组件(8)，利用走行部装置(3)推动车架(4)在钢轨顶部移动，移动方向沿着钢轨的方向，并使整个设备位于待检测的扣件弹条(7)的上方；

步骤四、通过控制器(9)启动激励装置(2)，利用激励装置(2)中的振动电机(202)带动底端的击打锤(201)向下移动，利用击打锤(201)击打扣件弹条(7)，对扣件弹条(7)施加激振力，迫使其产生振动；

步骤五、扣件弹条(7)在振动的过程中红外摄像装置(1)采集扣件弹条(7)的振动热量，并将采集到的振动热量上传给控制器(9)，利用控制器(9)判断该振动热量是否异常；

步骤六、循环步骤三至步骤五，直至将所有的扣件弹条(7)检测完毕。

10.根据权利要求9所述的一种扣件弹条松动识别方法，其特征在于：在步骤五中，扣件弹条(7)通过无线的方式将采集到的振动热量传递给控制器(9)。

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